竹纏繞 綠色低碳的中國創造

文/本刊記者 楊陽

竹纏繞復合管

2020年3月1日，《竹纏繞復合管》國家標準開始實施。此標準將對竹纏繞復合管的廣泛應用起到極為關鍵的作用。為提升竹纏繞復合管產品性能品質、增強產業創新能力、促進產業可持續發展。早在2017年，國家標準化管理委員會就下達了《竹纏繞復合管》國家標準制定計劃，并組織開展了標準的研制。時至2019年10月20日，國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會在浙江義烏召開新聞發布會，批準發布了《竹纏繞復合管》國家標準。

竹纏繞復合材料是指以竹子為基材，以樹脂為膠黏劑，采用纏繞工藝加工成型的新型生物基材料。竹纏繞復合材料，突破人類幾千年來對竹子應用的傳統認知，拉開了傳統竹產業革命的帷幕。竹纏繞復合材料技術可以廣泛應用于管道、管廊、房屋、容器、交通工具、軍工產品等多個領域。目前，竹纏繞復合材料產品竹纏繞復合管、竹纏繞復合管廊、竹纏繞整體組合式房屋已進入推廣應用和產業化階段。

中國創造的綠色制造

竹子是世界上分布最為廣泛的森林資源之一，也是世界上生長最快的植物之一，全球竹類植物有88屬1642種，面積約3150萬公頃。由于竹子的生長特性，可以實現一次種植永續利用，是典型的綠色材料。科學合理的采伐不但不會破壞竹林，還能調節竹林結構，提高竹林等級，改善立地條件，促進竹林穩產高產，充分發揮竹林的經濟效益、生態效益和社會效益。

我國是世界上最主要的產竹國，竹類資源、竹林面積、竹材蓄積和產量均居世界首位。目前，我國竹材產量約為4000萬噸，僅占可砍伐量的1/4左右，尚有1.1億噸竹材還未開發利用，中國竹資源尚屬于閑置資源，仍有很大利用空間。

竹纏繞復合材料是一種新型的綠色材料，可廣泛替代水泥、玻璃鋼、塑料等不可回收的高污染和高能耗原材料。竹纏繞復合材料具有低碳、節能、減排等優勢，竹子不但是速生植物，而且我國竹林面積大、竹資源豐富，可以充分保障竹材料的供應，符合“環境友好型、資源節約型”的人類發展理念。竹纏繞復合材料具有質輕高強、保溫隔音、抗震抗形變、防火耐高溫、耐候耐腐蝕等優點，且成本比同類產品便宜。

竹纏繞復合材料是由浙江鑫宙竹基復合材料科技有限公司（以下簡稱“鑫宙公司”）和國際竹藤中心（以下簡稱“竹藤中心”）組成的研發團隊，自2007年起，經過10余年不懈努力，開創性地研發出的將竹子采用纏繞工藝加工成型的新型生物基材料。其中，竹纏繞復合材料產品竹纏繞復合管是我國獨立研發的具有自主知識產權的創新型竹產品之一，也是全球第一條可產業化的生物基管道。

竹纏繞復合壓力管以竹子為基材、樹脂為膠黏劑，采用纏繞工藝加工成型，是一種生物基復合管道，其結構由內向外依次為內襯層、增強層和外防護層，三者用膠黏劑粘結為一體。內襯層由防腐性能優異的樹脂和竹纖維無紡布、竹針織氈制成，起到使用安全、防滲漏、保證內壁光滑、減少磨阻等作用；增強層由連續化竹篾材料通過環向纏繞和縱向曲面纏繞的組合形式纏繞而成，為主要承重承壓部分；外防護層采用防水、防腐較好的樹脂和防輻射填料制成。竹纏繞復合壓力管利用可再生的竹材加工而成，具有性價比高、低碳環保、抗震抗沉降能力強、保溫性能好等特點，可以替代由不可再生原材料生產的水泥管、鋼管、塑料管等傳統管道。

竹子培育過程可以有效儲碳，加工成管材后還可繼續固碳；竹纏繞復合管生產全過程能耗遠低于傳統管道，節能減碳效果顯著；同時，由于替代了鋼鐵、水泥等原材料，能明顯減少鋼鐵、水泥、塑料等生產過程中的二氧化碳排放量，形成了固碳儲碳與節能減碳的疊加效應。

竹纏繞復合管的生產全過程能耗要明顯低于螺旋焊管、水泥鋼筋混凝土管、塑料管等傳統管道，以管徑1米管道為例，在相同使用條件下，每生產1米的各種管道，竹纏繞復合管比螺旋焊管、水泥鋼筋混凝土管分別可節能165.4千克標準煤、50.6千克標準煤；與塑料管相比，累計能耗降低3.4倍，總環境負荷降低7.19倍。因此，節能減排效果顯著。此外，該技術對可再生的竹子進行定期擇伐生產竹纏繞復合管，有效發揮了竹子生長及使用過程中優異的固碳儲碳效益，對控制溫室氣體排放具有重要意義。

技術上的不斷突破

竹子作為一種優質的天然材料，其工業產品廣泛應用于車輛、船舶、運輸、建筑、包裝、環保和人們的日常生活。竹材傳統利用方式包括物理利用、化學利用和生物利用等，竹材產品大致可分為傳統日用竹制品、竹工藝品、竹建筑、竹材人造板類產品、竹筍加工品、竹漿造紙、竹纖維制品、竹炭和竹醋液、竹葉提取物等。竹纏繞復合材料不同于傳統竹產品主要表現在它充分發揮了竹材軸向拉伸強度高的特性，通過纏繞工藝制成新型生物基復合材料，從而突破了竹材傳統平面層積熱壓技術及其應用領域。目前，我國研發并創立竹纏繞復合材料產業的初級理論及生產體系，實現了竹纏繞復合材料產品的產業化生產。竹纏繞復合管在“十三五”國家重點研發計劃“林業資源培育及高效利用技術創新”重點專項項目支持下，在竹纏繞復合管制造技術等多方面獲得了重大突破。

在原材料選擇方面，通過對竹材適用性竹種篩選、竹材分類及其材性評價，比較不同竹種間差異，研發團隊篩選強度高、韌性好及加工成本低的竹種，采取竹材科學分類的方法，降低材料成本。

在基材生產方面，研發團隊開發竹纏繞復合材料產品用連續竹篾自動加工設備，實現竹纏繞復合材料的基材竹篾的高效自動化、高出材率和規格統一的生產。

在產品加工工藝方面，研發團隊通過竹材濕熱處理、樹脂改性與固化工藝等研究，優化竹篾纏繞、膠合固化等工藝，開發成套加工設備，制造竹纏繞復合材料產品。

在信息化管理方面，研發團隊建立竹纏繞復合材料信息化管理系統，實現竹纏繞復合材料產品的可追溯性，制定竹纏繞復合材料產品及其生產規范的相關標準，保證產品質量的可控性。

落戶革命老區 助力脫貧攻堅

我國山區占國土總面積的69%，山區人口占全國總人口的56%，這些地區貧困人口相對集中，經濟社會發展相對滯后，民生問題十分突出。而竹林大多分布在山區，是山區群眾和地方財政的主要經濟來源。近年來，我國竹林面積以每年20萬公頃以上的速度增長，大力發展竹纏繞復合材料產業，可以加快竹資源培育，增加竹纏繞復合材料產品生產，為山區農民帶來實惠，竹林將成為竹產區農民經濟收入的重要來源。

國家林業和草原局副局長劉東生曾在2018年“兩會”提案中表示，盛產竹子的邊遠山區或貧困鄉村，竹材利用多年來一直處于利用率、附加值低的水平，利用量僅占可砍伐量的1/4，至今尚有至少1.1億噸以上的竹資源未開發利用，因此，竹纏繞復合新材料的成功研發，可將邊遠山區的竹資源充分利用，提高竹子的附加效益，固碳儲碳的同時增加農戶就業，提高農戶受益，是一條精準扶貧的好路子。

據有關專家計算，1000萬噸竹纏繞復合管道需要消耗2500萬噸毛竹，總價值近200億元；其中，毛竹領域可使得500萬農戶增收，戶均增收4000元左右；竹材加工領域可解決75萬農村勞動力就業，人均年收入近3萬元左右；竹纏繞產品領域可提供就業崗位10萬個，人均年收入6萬元左右。

2019年1月，革命老區福建省龍巖市永定區的竹纏繞復合管項目一期正式建成投產。該項目規劃占地面積1000畝，總投資達15億元，分5年完成。這次投產的一期工程規劃建設第一個生產單元，用地104畝，興建竹纏繞復合管生產線4條，年產竹纏繞復合管2.5萬噸，可實現年產值2.6億元。該項目被福建省政府確定為重點扶貧項目，得到了福建省扶貧辦公室、福建省林業廳的大力支持。

竹纏繞房屋

據中國革命老區促進會聯合辦公室主任董永生透露，目前，國內在建或洽談中的竹纏繞項目有20多個，幾乎都在國家級貧困縣或革命老區。除了已經正式建成投產于革命老區福建省龍巖市永定區的竹纏繞復合管項目外，貧困縣河南洛寧、湖北通山、湖南綏寧、云南鹽津等10余個項目已與政府成功簽約，竹纏繞技術將幫助上百萬竹農脫貧致富。

通過“一帶一路”走出國門

對森林的過度采伐和利用是造成目前全球環境問題的根源之一。竹纏繞技術的成功應用，受到了國際竹藤組織、聯合國工業發展組織等國際機構，以及亞洲、非洲、拉丁美洲各國和世界多個地區的高度重視和普遍關注。

2018年9月，習近平主席在中非合作論壇北京峰會開幕式發表主旨講話，指出中國愿同非洲國家密切配合，為非洲實施50個綠色發展和生態環保援助項目，包括建設中非竹子中心，幫助非洲開發竹藤產業。

“一帶一路”沿線的東南亞和非洲國家及地區處于世界最大的竹產區，竹資源豐富。東南亞約有竹子50多屬900多種：既有叢生竹，又有散生竹，前者約占3/5，后者約占2/5，其中，有經濟價值的約有100多種。主要產竹國家有緬甸、泰國、柬埔寨、越南、印度尼西亞、馬來西亞、菲律賓等。其中，緬甸有竹林面積217萬公頃，泰國100萬公頃，柬埔寨287萬公頃，越南13萬公頃，印度尼西亞6萬公頃。非洲大陸地區的竹種主要包括原生的低地竹（叢生竹）、高低竹（散生竹）和引進的馬來甜龍竹、龍竹等。其中，尼日利亞、埃塞俄比亞、肯尼亞、烏干達和坦桑尼亞是非洲最大的5個竹產區，竹林面積統計為276萬公頃。“一帶一路”沿線國家豐富的竹資源可以為竹纏繞復合管加工提供充足的原料。

開發高附加值的竹纏繞復合管創新產品有利于“一帶一路”國家及沿線區域統籌利用當地豐富的竹資源，形成橫貫亞洲東、中、西和聯結南北方的竹材產業經濟走廊，進一步釋放開發開放、互聯互通與創新創造的活力。通過竹纏繞復合管制造技術的推廣應用，有助于提高當地竹材產品的附加值，促進“一帶一路”沿線發展中國家的勞動力就業，改善竹產區生活水平，增加竹農收入，從而為當地經濟發展和產業化升級服務。

2019年，鑫宙公司先后考察了菲律賓、尼泊爾、緬甸、老撾、牙買加、埃塞俄比亞、喀麥隆、委內瑞拉、巴西等主要竹產區國家。國家林草局竹纏繞復合材料工程技術研究中心主任葉柃表示，他們將采取輸出技術、輸出裝備等多種形式加快適應 “一帶一路”建設的發展要求，促進竹資源產業國的居民增加就業，提高收入水平，為世界節能減排和消滅貧困貢獻“中國力量”。目前，已有尼泊爾、緬甸、菲律賓、埃塞俄比亞等多個國家與鑫宙公司達成竹纏繞項目合作協議。其中，尼泊爾項目預計將在一年的時間內建成一期工程。在未來3～5年，預計將有10個以上竹纏繞項目在海外建成投產，逐步發展形成至少500億美元以上的海外市場規模，帶動項目所在國50萬人脫貧。